CN101285423A - 轻型多用途车辆的速度限制 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种限制轻型多用途车辆的速度的方法。该方法包括：接收由运动传感器产生的地面粗糙度信号。该信号指示所述多用途车辆所经过地面的粗糙度。该方法还包括：确定所述地面粗糙度信号的峰－峰振幅，并且如果所述峰－峰振幅大于最大阈值，则限制所述多用途车辆的速度。

Description

轻型多用途车辆的速度限制
技术领域
本发明涉及根据地面运行状况来限制车辆的速度。
背景技术
该部分阐述只提供与本公开内容有关的背景信息，因此可能不构成现有技术。
对于电动高尔夫车和多用途车辆的驾驶者来说，通常要将这些车辆驾驶到粗糙地面区域。例如，高尔夫车的驾驶者可以选择跟随开球(errant teeshot)进入球区(wood)或长草区。在粗糙地面区域中高速行驶对车辆悬架、底盘造成损坏，并且给乘客带来不适或者甚至带来危险。
防止这种损坏的常规方法依靠高尔夫车驾驶者辨认粗糙地面状况并相应地减小车辆速度。在驾驶者确定对于现有速度来说地面过于粗糙时，驾驶者可能没有充足的时间反应来防止不利结果。自动检测粗糙地面状况并在车辆经过这种地面时限制车辆速度，将有助于保护车辆部件和乘客。
发明内容
因此，本发明提供一种用于限制轻型多用途车辆的速度的方法。该方法包括接收由运动传感器产生的地面粗糙度信号。所述地面粗糙度信号指示所述多用途车辆所经过地面的粗糙度。该方法还包括确定所述地面粗糙度信号的峰-峰振幅，并且如果所述峰-峰振幅大于最大阈值，则限制所述车辆的速度。
本发明根据其它特征提供一种用于限制轻型多用途车辆在粗糙地面上行驶时的速度的***。该***包括安装在所述多用途车辆的悬挂件上的运动传感器。该运动传感器产生随所述悬挂件的偏转而变化的地面粗糙度信号。控制器接收所述地面粗糙度信号，确定所述地面粗糙度信号的峰-峰振幅，并基于所述峰-峰振幅控制车辆发动机的速度。
本发明的进一步应用场合将通过此处提供的描述变得显而易见。应当理解的是，这些描述和具体示例意图仅在于示例，而不在于限制本公开内容的范围。
附图说明
在此描述的附图意图仅在于示例，而不在于以任何方式限制本发明的范围。
图1是根据各实施例的包括地面监测和发动机控制***的示例性车辆的框图。
图2是根据各实施例的图1中所示包括地面监测和发动机控制***的运动传感器的示例性车辆中的前轮悬挂、转向节和轮毂组件的侧视图。
图3示出根据各实施例的由安装在图2中所示前轮悬挂、转向节和轮毂组件上的运动传感器产生的示例性地面粗糙度信号。
图4是根据各实施例的图1的地面监测和发动机控制***的速度限制应用的流程图。
图5是根据其它各实施例的图1的地面监测和发动机控制***的速度限制应用的流程图。
图6是根据其它各实施例的图1的地面监控和发动机控制***的速度限制应用的流程图。
具体实施方式
以下描述在本质上仅仅是示例性的，决不意图限制本公开内容、应用范围或用途。为了清楚起见，在附图中将使用相同的附图标记来指示相同的元件。
图1是根据各实施例的包括地面监测和发动机控制***11的非限制示例性车辆10的部件的框图。可以理解的是，车辆10可以是任何类型的车辆，包括但不局限于汽油式、电动式和混合式车辆。车辆10包括可操作地连接至传动轴14的发动机12，而传动轴14通过差速器18可操作地连接至后轴17A和17B。车辆10还包括可操作地连接至后轴17A、17B的后轮16A、16B，使得发动机12通过传动轴14、差速器18和后轴17A、17B驱动后轮16A、16B，即给后轮16A、16B提供扭矩。发动机12可以为任何已知的发动机和/或利用电动发动机技术，包括但不局限于气体动力引擎或发动机、AC感应器、DC器、同步器和摆动磁阻机器。车辆10进一步包括一对前轮24A和24B，其可操作地分别连接至一对轮转向节和轮毂组件26A和26B，以便允许前轮24A和24B旋转并横向枢转。轮转向节和轮毂组件26A和26B可操作地安装在相应的一对悬挂臂30A和30B上，而这对悬挂臂30A和30B可操作地连接至相应的车辆10的车架构件28A和28B。
图2示出根据各实施例的示例性前轮悬挂臂30A和转向节和轮毂组件26A。悬挂臂30A由销32和车架28A(见图1)可旋转地支撑，以允许转向节34和轮毂36在悬挂臂30A的远端枢转，如轮偏转弧“L”所示。弹簧/减震器组件44与转向节34连接，并包括线圈40和减震器47。线圈40和减震器42偏转以允许弹簧/减震器组件44在压缩方向“M”和膨胀方向“N”上运动。减震器42可以在安装销46处固定地连接至车辆10的支撑构件(未示出)。前轮24A固定地安装在轮毂36上，而轮毂36沿着轮毂旋转轴48可旋转地安装在传动轴47上。运动传感器50安装在悬挂臂30A上，并沿着偏转弧“L”检测臂30A的运动或偏转。运动传感器50可以为本领域中已知的任何传感装置，包括但不局限于霍尔效应传感器和应变计。
现在参照图1、图2和图3，运动传感器50产生依据悬挂臂30A沿着弧“L”的运动而变化的地面粗糙度信号(terrain roughness signal)52。可以理解的是，悬挂臂30B和前轮转向节和毂组件26B可以为悬挂臂30A和前轮转向节和毂组件26A的镜像。因此，与悬挂臂30B连接的运动传感器54也产生依据悬挂臂30B沿着弧“L”的运动而变化的地面粗糙度信号56。
车辆10包括加速器组件，该组件包括加速器位置传感器58和加速器踏板60。加速器位置传感器58基于所感测到的加速器踏板60的位置来产生加速器信号62。车辆10还包括制动器踏板组件，该组件包括制动器踏板64和制动器位置传感器66。制动器位置传感器66基于所感测到的制动器踏板64的位置来产生制动器信号68，而制动器信号68控制与发动机12连接的制动器70的操作。更具体地说，控制器72接收制动器信号68，并向制动器70产生控制信号以改变施加于发动机12的制动力。
另外，在各实施例中，控制器72基于各种信号输入，例如加速器信号62和/或地面粗糙度信号52和56，控制从电池组74提供给发动机12的电压、电流和/或功率。电池组74可以利用已知的任何电池技术，包括但不局限于铅酸、锂离子和锂聚合物电池。
可以理解的是，控制器72可以为本领域中已知的任何微处理器、控制器或其组合。在各实施例中，控制器72包括具有只读存储器(ROM)、随机存储器(RAM)和中央处理单元(CPU)的微处理器。微处理器可以包括任何数量的为车辆10的速度限制提供功能性的软件控制模块。在其它各实施例中，控制器72为专用集成电路(ASIC)、电子电路、组合逻辑电路和/或其它提供速度限制功能的适合元件。
可以理解的是，控制器72的功能可以被分为一个或多个控制器(未示出)。例如，包含微处理器的控制器(未示出)可以位于控制器72的外部。外部控制器可以处理加速器信号62和制动器信号68，而控制器72可以基于从外部控制器接收的已处理信号来控制发动机12和制动器70。
图3示出根据各实施例的由运动传感器50或54产生的示例性地面粗糙度信号52或56。应当理解的是，运动传感器50和54针对相应的悬挂臂和转向节和毂组件30A/26A和30B/26B以基本一致的方式操作。因此，为了简单和清楚起见，针对只有运动传感器50和悬挂臂和和转向节和毂组件30A/26A的情况，在图3到图6中描述并示出运动传感器50和54的操作。运动传感器50产生依据悬挂臂30A沿着弧“L”的偏转而变化的地面粗糙度信号52。随着地面变得粗糙，地面粗糙度信号52的峰-峰振幅(peak-peakamplitude)变得更大。在80处大致示出车辆10经过基本平滑的地面时产生的示例性地面粗糙度信号52，其中悬挂臂30A偏转较小。随着车辆10经过的地面的粗糙度增加，粗糙度信号52的峰-峰振幅也将增加。类似地，随着地面粗糙度降低，例如变平滑，粗糙度信号52的峰-峰振幅将降低或变平滑。在82处大致示出车辆10经过基本粗糙的地面时产生的示例性地面粗糙度信号52，其中当经过基本平滑的地面时，悬挂臂30A的偏转显著变大。一旦地面粗糙度信号52的峰-峰振幅超过可选择阈值X，则控制器72产生到发动机12的输出信号，以限制车辆10的速度。
如83处大致所示，在各实施例中，如果地面粗糙度信号52的峰-峰振幅超过第二可选择阈值M，即指示地面粗糙度的剧烈变化，则控制器72利用制动器70来限制车辆10的速度。一旦检测到平滑地面，则控制器72通过发动机12将车辆速度调节到加速器踏板50所指示的速度。将理解的是，在各实施例中，均可以通过控制发动机12的速度或制动力或者以与如上所述相反的顺序来为车辆10提供速度控制。
图4是根据各实施例的以所感测到的车辆10经过的地面为基础的地面监测和发动机控制***11的操作流程图。随着车辆10经过地面，悬挂臂30A将沿着弧L与地面粗糙度相关联地来回移动，即上下移动。同时，安装在悬挂臂30A上的运动传感器50将沿着弧L与经过的地面粗糙度相关联地来回移动。如上所述，运动传感器50产生指示地面粗糙度的地面粗糙度信号52。
在100处，将粗糙度信号52传达到控制器72并由控制器72处理，以监测地面粗糙度信号52的峰-峰振幅。通过非限制性示例的方式，处理地面粗糙度信号52。可以理解的是，在各实施例中，可以基于对一个或多个地面粗糙度信号的处理，例如可以基本同时地处理地面粗糙度信号52和56来限制速度。如在110处所示，如果地面粗糙度信号52之间的峰-峰振幅大于最大阈值X，则如在120处所示，限制车辆10的速度。最大阈值X可以为以臂30A和运动传感器50中至少一个的属性为基础的任何预定值，例如，以运动传感器50的位置、悬挂臂30A的长度和/或运动和传感器分辨率为基础的预定值。如果地面粗糙度信号52的峰-峰振幅小于最大阈值X，则如在100处所示，连续监测地面粗糙度信号52。
在其它各实施例中，可以对由运动传感器50产生的地面粗糙度信号52滤波，以便确定在所选时段内峰-峰振幅值的平均值。在所选时段内对地面粗糙度信号52的峰-峰值取平均值滤除了地面粗糙度信号52中的噪声引起的误差。相应地，如果峰-峰振幅的平均值大于最大阈值X，则如在120处所示，限制车辆10的速度。如上所述，最大阈值X可以是以悬挂臂30A和运动传感器50中至少一个的属性为基础的可选择值。
如在120处所示限制车辆10的速度之后，如在130处所示，继续处理地面粗糙度信号52，以确定地面粗糙度信号52的随后峰-峰振幅。如在140处所示，如果随后峰-峰振幅小于最小阈值Y(在图3中示出)，则如在150处所示，车辆10的速度被调节回加速器信号62指示的期望速度。
如由地面监测和发动机控制***11控制的那样，可以在预定的速率下进行车辆10的速度调节，以实现平滑的速度调节。如在140处所示，如果峰-峰振幅大于或等于最小阈值Y，则如在120处所示，继续限制车辆10的速度，直到峰-峰振幅低于最小阈值Y为止，即指示车辆10经过的地面基本平滑为止。
图5是根据其它各实施例的以所感测到的车辆10经过的地面为基础的地面监控和发动机控制***11的操作流程图。如在200处所示，如果车辆10的速度超过可选择极限Z，则如在210处所示，控制器72调节提供给发动机12的电压、电流和/或功率，使得车辆10的速度快速降至或低于极限Z。如在200处所示，如果车辆10的速度小于可选择极限Z，则如在220处所示，控制器72保持提供给发动机12的电压、电流和/或功率，使得车辆10的速度保持在或低于可选择极限Z。可选择极限Z可以基于用于所有水平甚至严重地面粗糙度的恒定值而确定，或者可选择极限Z可以基于指示车辆10经过地面的粗糙度的地面粗糙度信号52的峰-峰振幅值而变化。
图6是根据其它各实施例的通过控制车辆10的发动机12和制动器70来限制车辆10速度的地面监控和发动机控制***的操作流程图。如在300处所示，处理由运动传感器50产生的地面粗糙度信号52，以确定粗糙度信号52的峰-峰振幅。通过非限制性示例的方式，只处理地面粗糙度信号52。可以理解的是，在各实施例中，可以基于对一个或多个地面粗糙度信号的处理，例如可以基本同时地处理地面粗糙度信号52和56来限制速度。
如在310处所示，如果粗糙度信号52的峰-峰振幅大于最大阈值X，则如在320处所示，限制车辆10的速度。如上所述，最大阈值X可以为以悬挂臂30A和运动传感器50中至少一个的属性为基础的可选择值。如在320处所示，可以通过控制供应给发动机12的电压、电流和/或功率，来限制车辆10的速度，使得车辆10的速度不大于可选择极限。在各实施例中，如在320处所示，可以类似地执行图5中所示操作来限制车辆10的速度。如在310处所示，如果峰-峰振幅小于或等于最大阈值X，则如在300处所示，继续处理地面粗糙度信号52。
在其它各实施例中，可以由控制器72来处理运动传感器50产生的地面粗糙度信号52，以便确定所选时段内峰-峰振幅值的平均值。在所选时段内对地面粗糙度信号52的峰-峰振幅值求平均值滤除了由地面粗糙度信号52中的噪声引起的误差。如果峰-峰振幅值的平均值大于最大阈值X，则如在120处所示，限制车辆10的速度。如上所述，最大阈值X可以是以悬挂臂30A和运动传感器50中至少一个的属性为基础的可选择值。
进一步参照图6，如在330处所示，如果地面粗糙度信号52的峰-峰振幅大于第二最大阈值M，则如在340处所示，可以控制制动器70进入踩制动器状态。在限制速度和踩制动器70之后，如在350处所示，控制器72继续监测地面粗糙度信号52，以便确定地面粗糙度信号52的随后峰-峰振幅。如在360处所示，如果随后峰-峰振幅小于最小阈值Y，则如在370处所示，控制制动器70进入松开状态。如在380处所示，车辆10的速度被调节回由加速器信号62指示的期望速度。
如在360处所示，如果地面粗糙度信号52的峰-峰振幅大于最小阈值Y，则如在320处所示，限制车辆10的速度。限制车辆10的速度和/或踩制动器70，直到粗糙度信号52的峰-峰振幅低于最小阈值Y为止，即指示车辆10经过的地面基本平滑为止。如由地面监测和发动机控制***11控制的那样，可以以预定的速率进行车辆10速度的调节，以实现平滑的速度调节。
可以理解的是，在图4、图5和图6的各实施例中进行的所有比较可以以其它各种形式实施，这取决于所选择的峰-峰阈值和速度极限。例如，在各实施例中，“大于”的比较可以等同地实施为“大于或等于”。或者，在各种实施例中，“小于”的比较可以等同地实施为“小于或等于”。
此处的描述在本质上仅仅是示例性的，因此，各种不偏离所描述要点的修改意在公开内容的保护范围之内。应该理解的是，这种修改并不偏离本公开内容的精神和保护范围。

Claims (25)

1、一种限制轻型多用途车辆的速度的方法，包括：
接收由运动传感器产生的地面粗糙度信号，其中该地面粗糙度信号指示所述车辆所经过地面的粗糙度；
确定所述地面粗糙度信号的峰-峰振幅；并且
如果所述峰-峰振幅大于最大阈值，则限制所述多用途车辆的速度。
2、根据权利要求1所述的方法，所述接收地面粗糙度信号的步骤包括接收由安装在所述车辆的悬挂件上的运动传感器产生的地面粗糙度信号。
3、根据权利要求2所述的方法，所述最大阈值是以所述悬挂件和所述运动传感器中至少之一的属性为基础确定的。
4、根据权利要求1所述的方法，所述限制车辆的速度的步骤包括：如果所述峰-峰振幅等于所述最大阈值，则限制所述车辆的速度。
5、根据权利要求1所述的方法，所述确定峰-峰振幅的步骤包括：确定所选时段内所述地面粗糙度信号的多个峰-峰振幅值的平均值，并且所述限制车辆的速度的步骤包括：如果所述多个峰-峰振幅值的平均值大于、等于或大于等于所述最大阈值，则限制所述车辆的速度。
6、根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
确定所述地面粗糙度信号的第二峰-峰振幅；并且
如果所述第二峰-峰振幅小于最小阈值，则调节所述多用途车辆的速度。
7、根据权利要求1所述的方法，进一步包括：确定所选时段内所述地面粗糙度信号的多个峰-峰振幅值的平均值，并且如果所述多个峰-峰振幅值的平均值小于所述最小阈值，则调节所述车辆的速度。
8、根据权利要求6所述的方法，进一步包括：从安装在加速器踏板上的加速器位置传感器接收加速器信号，并且所述调节车辆的速度的步骤包括将所述车辆的速度调节到由所述加速器信号指示的速度。
9、根据权利要求6所述的方法，以低于限制所述车辆速度的速率来调节所述车辆的速度。
10、根据权利要求1所述的方法，所述限制车辆的速度的步骤包括：
确定当前车辆速度；
如果所述当前车辆速度大于一极限，则调低车辆的速度；并且
如果所述当前车辆速度小于所述极限，则控制车辆速度低于所述极限。
11、根据权利要求11所述的方法，所述极限是以所述地面粗糙度的严重性为基础的变量值。
12、根据权利要求1所述的方法，进一步包括：如果所述峰-峰振幅大于、等于或大于等于第二最大阈值，则踩制动器。
13、根据权利要求12所述的方法，进一步包括：
确定所述地面粗糙度信号的峰值之间的第二峰-峰振幅；并且
如果所述第二峰-峰振幅小于最小阈值，则松开所述制动器并调节所述车辆的速度。
14、根据权利要求15所述的方法，进一步包括从安装在加速器踏板上的加速器位置传感器接收加速器信号，并且所述调节车辆的速度的步骤包括将所述多用途车辆的速度调节到由所述加速器信号指示的速度。
15、一种用于限制轻型多用途车辆在粗糙地面上行驶时的速度的***，包括：
运动传感器，其安装在所述车辆的悬挂件上，并产生随所述悬挂件的偏转而变化的地面粗糙度信号；
发动机，其供应能量来驱动所述车辆；和
控制器，其接收所述地面粗糙度信号，确定所述地面粗糙度信号的峰-峰振幅，并基于所述峰-峰振幅控制所述发动机的速度。
16、根据权利要求15所述的***，其中如果所述峰-峰振幅大于、等于或大于等于最大阈值，则所述控制器限制所述发动机的速度。
17、根据权利要求16所述的***，所述最大阈值是以所述运动传感器和所述悬挂件中至少之一的属性为基础确定的。
18、根据权利要求15所述的***，所述控制器被配置为：确定一时段内所述地面粗糙度信号的峰-峰振幅的平均值，并且如果所述峰-峰平均值大于、等于或大于等于最大阈值，则限制所述发动机的速度。
19、根据权利要求15所述的***，所述控制器被配置为：如果当前速度大于一极限，则通过将速度调低到所述极限来控制所述发动机的速度。
20、根据权利要求15所述的***，所述控制器被配置为：如果当前速度已经低于所述极限，则通过控制所述发动机的速度使得所述发动机的速度保持低于所述极限，来控制所述发动机的速度。
21、根据权利要求15所述的***，进一步包括制动器，并且所述控制器被配置为：如果所述峰-峰振幅大于、等于或大于等于第二最大阈值，则踩制动器。
22、根据权利要求15所述的***，所述被控制器配置为：确定由所述运动传感器产生的所述地面粗糙度信号的第二峰-峰振幅，并且如果所述第二峰-峰振幅小于、等于或小于等于最小阈值，则将所述发动机的速度调节回期望的车辆速度。
23、根据权利要求22所述的***，所述期望的车辆速度是以加速器位置信号为基础确定的。
24、根据权利要求21所述的***，所述控制器被配置为：确定由所述运动传感器产生的所述地面粗糙度信号的峰值之间的第二峰-峰振幅，并且如果所述第二峰-峰振幅小于、等于或小于等于最小阈值，则松开所述制动器并将所述发动机的速度调节回期望的车辆速度。
25、一种轻型多用途车辆，包括：
运动传感器，其安装在所述车辆的悬挂件上，并产生随所述悬挂件的偏转而变化的地面粗糙度信号；
发动机，其供应能量来驱动所述多用途车辆；和
控制器，其接收所述地面粗糙度信号，确定所述地面粗糙度信号的峰-峰振幅，并基于所述峰-峰振幅控制所述发动机的速度。
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PB01 Publication
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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